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Ley de Gauss wikipedia, lookup

Potencial eléctrico wikipedia, lookup

Campo eléctrico wikipedia, lookup

Energía potencial wikipedia, lookup

Efecto corona wikipedia, lookup

Transcript
FÍSICA 2
PROBLEMAS DE PARCIALES Y EXÁMENES
REPARTIDO Nº 1
1)
24 junio 2003
Un disco delgado con un agujero circular en su centro, llamado corona circular, tiene radio interno R1 y
radio externo R2 según muestra la figura. El disco
x
tiene una densidad superficial de carga  uniforme
positiva.
R2
a) Determine la carga eléctrica total sobre la
z
corona
R1
b) La corona está en el plano yz, con su centro
en el origen. Determine el campo eléctrico
para un punto arbitrario sobre el eje x, (eje
de la corona). Considere puntos arriba y
debajo de la corona
y
c) Demuestre que en puntos sobre el eje x
cercanos al origen, el módulo del campo
eléctrico es proporcional a la distancia entre
el centro de la corona y el punto.
2)
24 junio 2003
Considere un cuadrado formado por cuatro varillas uniformemente
cargadas, como se muestra. L es el lado del cuadrado i q la carga
total. Calcule el potencial en los puntos de una recta que pasa por el
centro del cuadrado y es perpendicular a su plano. Explicite el lugar
para el cual considera V= 0
L
X
q
3)
20 agosto 2001
Una barra no conductora de longitud
l se carga de forma que una mitad
tiene una carga 2q, y la otra mitad
carga q.
a- Halle el campo eléctrico a una
distancia y del centro de la
barra
b- Hallar
la
diferencia
de
potencial entre el punto
l
 0,l  hasta  0, 
 2
yy
2q
2q
q
q
xx
l
, si en
2
y  l tiene velocidad nula? Suponga que no hay rozamiento y que el movimiento está restringido
al eje y
c- ¿Qué velocidad tendrá una pequeña carga q0 de masa m al pasar por el punto y 
4)
y
Considere una distribución de
cargas como se muestra en la
figura. Una varilla de longitud 2L,
cada mitad con carga positiva y
negativa, y densidad lineal de
carga
 constante en valor
absoluto igual en ambos lados.
a- Halle el campo eléctrico en
los puntos del eje y.
b- ¿Cuál debería ser la
expresión del campo en el
límite y L ?
+q
-q
x
Puede ser útil el desarrollo en serie 1  x   1   x cuando x  0

5)
El potencial eléctrico fuera de un alambre recto, uniformemente cargado, que coincide con el eje z es
V  Aln  x 2  y 2  donde A es una constante
a) Halle las componentes x, y, y z del campo eléctrico alrededor del alambre
b) Verifique que el resultado del cálculo anterior coincide con la expresión del campo hallada
mediante la ley de Gauss
c) Identifique el valor de la constante A
6)
Considere una carga Q = 3.0 nc distribuida uniformemente en el volumen de una esfera de radio 0.20 m.
La esfera está centrada en el origen de coordenadas.
a- Calcule la componente Ex del campo eléctrico, y la componente Ey en el punto  0m;0,1m
b- Realice el mismo cálculo en el punto  0,5m;0,5m
c- Suponga que mágicamente se transforma la esfera en un conductor, repita los cálculos para los
puntos marcados
7)
Un disco de material no conductor, plano tiene un hueco en su centro. La pieza està
cargada uniformemente con carga Q, y sus radios miden respectivamente Rint y Rext
Hallar el potencial eléctrico en el centro del disco, en función de los datos
8)
Cuatro cargas puntuales, cada una de -3,0 nc, están fijas en los vértices de un cuadrado de 3.0 m de lado,
sobre el plano xy, y cuyo centro coincide con el origen de coordenadas.
a- Determine el campo eléctrico en un punto sobre el eje z a 3,0 m del origen
b- Una partícula, de carga -5,0x10-12c, está situada sobre el eje z a 3,0 m del origen.
¿Cuánto vale el trabajo realizado por las fuerzas eléctricas para mover la partícula al centro del cuadrado?